1、2.1 植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术 1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 2.尝试进行植物组织培养 本节课采用先总后分的方法，先告诉同学们什么是植物体细胞杂交技术，然后采用问题式教学，设置问题，逐一分析该杂交过程有采用的方法，通过讨论，突破重难点；教师引导，学生回顾胡萝卜的组织培养过程，教师给以总结。整个教学都以问题为主线。播放视频耕地面积的减少，提出问题：在耕地减少，人口在增加的同时，如何解决人类的粮食问题？引出能否让一颗植物结出多种果实，利用有限的土地资源生产更多的粮食，展示图片，导入今天的主题番茄马铃薯的杂交。通过教材上的番茄马铃薯实例引入，让番茄与马铃薯杂交，培
2、育出地上结番茄，地下结马铃薯块茎的植物，如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？这样能把学生吸引到本节课要解决的问题植物体细胞杂交技术上。随后采用问题式教学，设置问题，结合学生原有的植物细胞结构特点、酶的特性及植物组织培养技术的知识，与学生一起讨论逐一解答有关问题，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结。耕地面积的减少杂交？生殖隔离 植物体细胞杂交技术 一.概念：将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。1.不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是 如何能温和的去除细胞壁呢？酶解法 纤维素酶 果胶酶细胞壁 2两个原生质体能发生融合，这与
3、细胞膜的什么特性有关？细胞膜具有一定的流动性 人工诱导原生质体融合的方法：物理法：离心、振动、电激等 化学法：聚乙二醇（PEG）3两种来源不同的原生质体又如何融合在一起呢？化学介导的细胞融合：优点：操作简便、快速省时且融合效果好；缺点：聚乙二醇（PEG）对细胞有一定的毒性作用，相对分子质量越大，毒性越强，在使用前应测试PEG对细胞毒性作用及使用条件，包括使用时PEG的实际浓度、作用时间及反应温度等主要因素。电激法：优点：是对细胞无毒性；缺点：需要电融合仪。4若只考虑原生质体的两两融合，诱导融合后只 出现杂种细胞吗？杂种细胞如何培育出完整的植株呢？来自番茄 来自马铃薯 等量混合 PEG 或 电激
4、 未融合 自身融合 细胞壁 杂种细胞筛选1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的胡萝卜新植株。植物组织培养技术植物细胞具有全能性 2.什么是细胞的全能性？已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能 1.为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完整植物体？在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果 4.生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全部基因 3.已分化的细胞为什么具有全能性？5.植物组织培养的过程 离体的植物器官、组织或细胞植物体愈伤组
5、织脱分化根、芽再分化脱分化:让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程.再分化:脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化.愈伤组织:由一团排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞组成.5.植物组织培养的过程 培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。6.在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？7.细胞表现全能性的条件有哪些？细胞离体、无菌条件、一定的营养物质、激素和 适宜的温度、PH值、光照
6、。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。8.为什么要在避光条件下培养愈伤组织？去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞原生质体融合离心、振动、电激等、聚乙二醇（PEG）再生细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织杂种植株激素筛选激素再分化植物体细胞杂交过程示意图 二.优点：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，出现自然界没有的新品种。拓展了可用于杂交的亲本组合范围。白菜紫甘蓝白菜甘蓝“白菜甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。三.植物体细胞杂交技术成果 四.未解决问题：为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有
7、如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞原生质体融合离心、振动、电激等、聚乙二醇（PEG）再生细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织杂种植株激素筛选激素再分化植物体细胞杂交过程示意图 1.通过植物组织培养（）A.获得的植株都不会出现变异 B.可以证明
8、高度分化的细胞也具有全能性 C.可以克服远源杂交不亲和的障碍 D.可以大量繁育无子番茄 2.下列有关植物体细胞杂交的叙述不正确的是（）A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.诱导两种植物细胞的原生质体融合，进而形成杂种细胞 C.植物体细胞杂交的最终目的是得到细胞的代谢产物 D.植物体细胞杂交技术可用电激法诱导细胞融合 BC（1）步骤是去掉_，最常用的方法是_（2）步骤一般常用的化学试剂是 _，其应用的 原理是_（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的是 _技术，其中步骤、是_过程，该技术依据的生物学原理是_（4）这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于能克服 _ 细胞膜酶解法聚乙二醇（PEG）细胞膜具有一定的流动性植物组织培养脱分化、再分化植物细胞的全能性远缘杂交不亲和的障碍3图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：